影響中波發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)的因素分析與應(yīng)對(duì)措施

余 潔

廣東省澄海中波轉(zhuǎn)播臺(tái) 廣東 汕頭 515800

0 引言

目前，中波廣播發(fā)射臺(tái)的主用機(jī)型為10k W以上的全固態(tài)數(shù)字調(diào)制(DA M)發(fā)射機(jī)，DA M數(shù)字調(diào)制中波發(fā)射機(jī)以良好的電聲指標(biāo)而著稱，但如果不按規(guī)范要求安裝使用，維修調(diào)試和日常維護(hù)不到位，就有可能造成發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)下降，另外，當(dāng)發(fā)射機(jī)使用一定的年限后，隨著元器件的性能變化，也會(huì)影響到發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)和發(fā)射機(jī)工作穩(wěn)定性，其中影響最嚴(yán)重的的是發(fā)射機(jī)的三大指標(biāo)(頻率響應(yīng)、信噪比和諧波失真)。

1 發(fā)射機(jī)的三大指標(biāo)

既然說影響最大的是發(fā)射機(jī)的三大指標(biāo)，那么，發(fā)射機(jī)的三大指標(biāo)是什么呢?它們與發(fā)射機(jī)的那些因素有關(guān)呢?

1.1 頻率響應(yīng) 頻率響應(yīng)的定義為:發(fā)射機(jī)的調(diào)制系數(shù)，隨輸入發(fā)射機(jī)振幅電平恒定的正弦音頻信號(hào)的頻率而變化的特性。發(fā)射機(jī)頻率響應(yīng)的優(yōu)劣主要取決于音頻處理電路。DA M中波發(fā)射機(jī)的音頻處理電路包括:音頻處理器、模擬輸入板、A/D轉(zhuǎn)換板。在音頻處理電路，能夠影響頻率響應(yīng)的主要原因有:音頻輸入接口與音頻信號(hào)源輸出接口不匹配；模擬輸入板上貝塞爾函數(shù)濾波器不對(duì)成；平衡不平衡電路失調(diào)；音頻處理關(guān)聯(lián)電路故障。

1.2 諧波失真 諧波失真的定義為:發(fā)射機(jī)用單一頻率的正弦音頻信號(hào)調(diào)制時(shí)，由于高頻放大器的非線性和調(diào)制器的非線性，此頻率會(huì)產(chǎn)生各次諧波分量，各次諧波分量的均方根值與基波有效值之比，即為諧波失真。發(fā)射機(jī)的高頻和低頻部分，都是由各個(gè)功能板塊組成的，由于非線性元件的使用，發(fā)射機(jī)的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)必然存在差異，我們力所能及的是盡力減小這種差異，但不能完全消除。

1.3 噪音比 噪音比的定義為:在發(fā)射機(jī)沒有外加調(diào)制信號(hào)的條件下，其射頻信號(hào)通過線性檢波器檢波后的交流電壓有效值與調(diào)制系數(shù)為100%時(shí)，檢波器輸出的交流電壓的有效值之比。由信噪比的定義可以看出，發(fā)射機(jī)的各級(jí)電路異常都有可能造成信噪比下降。與信噪比有關(guān)的主要電路有:模擬輸入板、調(diào)制編碼板；直流穩(wěn)壓板、調(diào)制功放級(jí)、電源電路、輸出網(wǎng)絡(luò)、射頻激勵(lì)電路、射頻放大電路等。

2 影響電聲指標(biāo)的原因

影響發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)的主要原因有:安裝不規(guī)范、電源部分故障、匹配網(wǎng)絡(luò)失調(diào)、發(fā)射機(jī)故障、調(diào)試不當(dāng)、元器件噪聲、測(cè)試方法與測(cè)試儀器有偏差。

2.1 安裝不規(guī)范 發(fā)射機(jī)的安裝一般由發(fā)射機(jī)廠家負(fù)責(zé)施工，由于各方面的原因，發(fā)射機(jī)在安裝過程中，可能會(huì)存在以下幾個(gè)方面的問題:一是發(fā)射機(jī)的高頻和低頻接地線布局不合理。我們知道，發(fā)射機(jī)安裝時(shí)，一般是在匹配網(wǎng)絡(luò)的輸出部分引出接地線，這樣做的目的主要是防止產(chǎn)生高頻寄生，避免寄生信號(hào)干擾發(fā)射機(jī)；二是發(fā)射機(jī)的供電線路不合理，發(fā)射機(jī)的供電線路應(yīng)盡量短，過長(zhǎng)的線路會(huì)收到其它發(fā)射機(jī)的高頻干擾；三是發(fā)射機(jī)的輸出饋線安裝不規(guī)范，發(fā)射機(jī)輸出端與硬饋之間的連接、硬饋與彎頭之間的連接、彎頭與饋管之間的連接都必須符合要求，否則容易屏蔽不嚴(yán)，一旦竄入高頻信號(hào)，會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)的發(fā)射指標(biāo)；四是安裝位置不合適，有條件的話，發(fā)射機(jī)最好獨(dú)立安裝，離其它發(fā)射機(jī)越遠(yuǎn)越好，不要距發(fā)射天線太近，也不要距配電系統(tǒng)太近。

2.2 電源部分故障 DA M中波發(fā)射機(jī)電源部分設(shè)置有故障檢測(cè)保護(hù)電路，比如電源缺相、過流、過壓，一旦這幾項(xiàng)出現(xiàn)問題，發(fā)射機(jī)就會(huì)停機(jī)保護(hù)，但發(fā)射機(jī)使用一定的年限后，由于器件參數(shù)變化，保護(hù)監(jiān)測(cè)電路設(shè)置發(fā)生了變化，有可能失去保護(hù)作用，筆者遇到過幾次電源故障，一次是主電源濾波電路部分電容失效；另一次是+5 V低壓電源整流器全橋損壞，例行測(cè)量發(fā)射機(jī)指標(biāo)時(shí)，發(fā)現(xiàn)信噪比嚴(yán)重下降，但是發(fā)射機(jī)的故障檢測(cè)保護(hù)電路沒有起到保護(hù)作用，后來逐級(jí)查找才發(fā)現(xiàn)上述問題的。電源部分異常造成發(fā)射機(jī)指標(biāo)下降的主要原因有:外供電不穩(wěn)定、三相電源不平衡、整流變壓器局部短路、整流橋、濾波電容失效、供電線路接觸不良等?；谏鲜鰡栴}，我們?cè)谌粘＞S護(hù)時(shí)，要對(duì)這幾個(gè)部位進(jìn)行不定期測(cè)量，除了要測(cè)量指標(biāo)以外，還要對(duì)電源相關(guān)的器件進(jìn)行檢查，包括電源保護(hù)電路也一并檢查。

2.3 調(diào)試不當(dāng) DAM發(fā)射機(jī)有許多參數(shù)設(shè)置調(diào)整電路，這些電路的調(diào)整目的是確保發(fā)射機(jī)在最佳指標(biāo)狀態(tài)下工作，由于人為調(diào)整、器件老化等因素，可能會(huì)造成參數(shù)的變化，這些參數(shù)的變化會(huì)降低發(fā)射機(jī)的運(yùn)行指標(biāo)。以10k W DA M發(fā)射機(jī)為例，影響發(fā)射機(jī)指標(biāo)的調(diào)整電路有:高壓電源紋波保護(hù)監(jiān)測(cè)電平調(diào)整電路、230 V取樣調(diào)整電路、直流穩(wěn)壓板B-調(diào)整電路；模擬輸入板音頻增益調(diào)整電路、模擬輸入板音頻+直流上的72k Hz抖動(dòng)信號(hào)調(diào)整電路、調(diào)制監(jiān)測(cè)取樣電路、帶通濾波和負(fù)載調(diào)整電路。為了避免上述調(diào)整電路出錯(cuò)而影響到發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)，我們要在發(fā)射機(jī)安裝調(diào)整且正常工作一段時(shí)間后，在各種調(diào)整電位器、開關(guān)、旋鈕、撥碼開關(guān)等調(diào)整元件的適當(dāng)位置用記號(hào)筆做記號(hào)，并將調(diào)整參數(shù)記錄在備忘錄上，以備將來維護(hù)調(diào)整需要。與電聲指標(biāo)有關(guān)的音頻部分調(diào)整器件及功能如表1所示。

表一 與電聲指標(biāo)有關(guān)的音頻部分調(diào)整器件及功能

2.4 匹配網(wǎng)絡(luò)失調(diào) 匹配網(wǎng)絡(luò)在發(fā)射系統(tǒng)中起著上接下傳的重要作用，良好的匹配網(wǎng)絡(luò)是保證發(fā)射質(zhì)量的主要條件，如果網(wǎng)絡(luò)失諧，會(huì)造成發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)下降，如果偏差嚴(yán)重，將導(dǎo)致發(fā)射機(jī)無法開啟。匹配網(wǎng)絡(luò)的常見原因是:網(wǎng)絡(luò)元件失效或損壞、一年四季冷熱交替導(dǎo)致匹配網(wǎng)絡(luò)阻抗變化、風(fēng)雨雷電等惡劣天氣影響網(wǎng)絡(luò)阻抗。網(wǎng)絡(luò)阻抗的變化，會(huì)造成三大指標(biāo)的嚴(yán)重偏差，在指標(biāo)測(cè)試中表現(xiàn)為全頻段失真、也就是說從100 Hz～9k Hz全部失真，同時(shí)伴有信噪比、頻率響應(yīng)指標(biāo)下降。當(dāng)遇到匹配網(wǎng)絡(luò)異常造成電聲指標(biāo)下降時(shí)，我們?cè)谂懦W(wǎng)絡(luò)器件損壞故障后，一定要對(duì)輸出網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新調(diào)整，可以通過機(jī)器面板上的負(fù)載調(diào)整鈕和匹配調(diào)整鈕來調(diào)整，邊調(diào)整邊觀察，達(dá)到最佳匹配效果。如果匹配網(wǎng)絡(luò)失真在10%以上甚至更高，微調(diào)旋鈕無法調(diào)到最佳效果的，就必須對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)調(diào)。

2.5 干擾因素 中波發(fā)射臺(tái)的電磁環(huán)境異常復(fù)雜，除了本機(jī)發(fā)射的頻率外，還有本臺(tái)其它發(fā)射機(jī)發(fā)射的頻率，特別是采用多頻共塔發(fā)射的方式，高頻信號(hào)之間通過發(fā)射天線相互干擾，如果阻塞和吸收單元做的不合適，就不能很好的吸收和阻止其它信號(hào)干擾，這種干擾主要影響發(fā)射機(jī)的信噪比。除此之外，如果發(fā)射系統(tǒng)的接地內(nèi)阻過大或者不合理，也會(huì)寄生很多高頻信號(hào)，寄生高頻信號(hào)一旦竄入音頻和射頻通路中，會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)。

2.6 發(fā)射機(jī)故障 毋容置疑，發(fā)射機(jī)本身故障，會(huì)造成發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)下降。影響發(fā)射機(jī)電聲指標(biāo)的常見故障有:音頻處理器故障、音頻輸入板內(nèi)部電路故障、模數(shù)轉(zhuǎn)換板內(nèi)部電路故障、調(diào)制編碼板內(nèi)部電路故障、直流穩(wěn)壓板內(nèi)部電路故障、射頻放大器損壞、輸出網(wǎng)絡(luò)故障、高低壓電源故障、各功能板連接件接觸不良故障、高頻電路各級(jí)內(nèi)部故障、高頻電路各級(jí)輸入輸出調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)故障等。一般情況下，上述故障都會(huì)造成發(fā)射機(jī)故障檢測(cè)電路動(dòng)作，發(fā)射機(jī)停機(jī)保護(hù)或降功率工作。但由于我們?cè)谂懦@些故障時(shí)，不按規(guī)范操作，替換的元器件不符合要求，或者更改了原電路，維修后調(diào)整不準(zhǔn)確，都會(huì)造成發(fā)射機(jī)失真，電聲指標(biāo)下降。

2.7 元器件噪聲 發(fā)射機(jī)是有集成電路、場(chǎng)效應(yīng)管、集成運(yùn)放和其它電子元件組成，每個(gè)元器件都會(huì)有熱噪聲，如果元器件老化、參數(shù)變化、焊接不良、變形等都會(huì)改變?cè)骷墓ぷ魈匦?，電路工作點(diǎn)發(fā)生變化，影響到發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)?；诖耍瑹o論是廠家組裝發(fā)射機(jī)，或者我們?cè)诰S修維護(hù)時(shí)，都要采用優(yōu)質(zhì)的電子元件。在日常維護(hù)時(shí)，多留意元器件是否有變色、變形、接觸不良等情況出現(xiàn)。如果通過指標(biāo)測(cè)量發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)及時(shí)查明原因。

2.8 測(cè)試方法有誤 除了上述各種原因以外。由于我們?cè)跍y(cè)量指標(biāo)時(shí)測(cè)量方式不對(duì)，或者使用的測(cè)量?jī)x器不同，也會(huì)測(cè)量出指標(biāo)誤差。一般情況下，越貴的儀器測(cè)量的精度越高。這一點(diǎn)需特別注意。

結(jié)束語(yǔ)

DA M中波發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)是整個(gè)發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射質(zhì)量的依據(jù)，電聲指標(biāo)的好壞，一方面需要規(guī)范的安裝和使用，另一方面有賴于我們?nèi)粘５募?xì)心維護(hù)，采用先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備，經(jīng)常性的測(cè)量檢查發(fā)射機(jī)的電聲指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，只有這樣，才能保證發(fā)射機(jī)在最佳狀態(tài)下工作，確保優(yōu)質(zhì)安全播出。